充油電氣設備中線圈材料硫腐蝕的判斷方法
2024-02-18 04:06:15
專利名稱：充油電氣設備中線圈材料硫腐蝕的判斷方法
技術領域：
本發明涉及一種硫腐蝕的判斷方法，特別涉及一種充油電氣設備中線圈材料硫腐 蝕的判斷方法。
背景技術：
大型變壓器等充油電氣設備是整個發供電系統重要核心的設備，其安全運行至關 重要。由於大型變壓器設計、製造、材料質量和運行等諸多方面的原因，設備的惡性故障時 有發生，往往對電網安全穩定運行產生重大影響。近十年來，許多國家的變壓器和電抗器出現與變壓器油中腐蝕性硫有關的故障。 在國內外此類變壓器事故分析解體吊芯檢查中，均發現線圈表面存在沉積物，經分析確定 為變壓器油中的含硫物質與線圈材料發生反應的產物。目前電力行業對變壓器線圈材料發生硫腐蝕的判斷是通過定性檢測變壓器油的 腐蝕性硫來進行的。兩種檢測方法主要內容如下(1) SH/T 0304-99 (電氣絕緣油腐蝕性硫試驗法)該方法是在規定條件(通氮氣2分鐘、140°C下加熱19小時)下銅片與試樣(變 壓器油)接觸，試樣中腐蝕性的硫化物會導致銅片變色，根據銅片表面狀態定性地檢測試 樣中的腐蝕性雜質，以此判斷變壓器油的硫腐蝕性。(2) ASTM D 1275-2006 (B 法)該方法是在規定條件(通氮除氧、150°C下加熱48小時)下銅片與試樣(變壓器 油)接觸，試樣中腐蝕性的硫化物會導致銅片變色，根據銅片表面狀態定性地檢測試樣中 的腐蝕性雜質。GB 2536-90《變壓器油》推薦採用的檢測方法是SH/T 0304-99 (電氣絕緣油腐蝕 性硫試驗法)。通過大量試驗發現，SH/T 0304-99 (電氣絕緣油腐蝕性硫試驗法)無法區分 不同變壓器油的硫腐蝕性；目前國際上主要採用ASTM D1275-2006《Standard Test Method for Corrosive Sulfur in Electrical Insulating 0ils》(B 法)作為油中腐蝕性硫的標 準定性檢測方法。以上兩種方法主要用於判斷新變壓器油的硫腐蝕傾向，但均是通過實驗室定性檢 測來間接判斷充油電氣設備線圈金屬材料的腐蝕情況，且試驗過程比較麻煩，樣品測試周 期長，不便於作為運行中充油電氣設備線圈材料硫腐蝕的判斷依據。有鑑於此，如何提供一種充油電氣設備中線圈材料硫腐蝕的判斷方法來綜合解決 上述技術問題，已成為業界亟待解決的技術問題。
發明內容
本發明所解決的技術問題在於提供一種充油電氣設備中線圈材料硫腐蝕的判斷 方法，能夠對充油電氣設備，特別是能夠對運行中的充油電氣設備線圈材料硫腐蝕的情況 做出準確判斷，方便快速地得出檢驗結果。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種充油電氣設備中線圈材料硫腐蝕的判斷 方法，包括以下步驟測定充油電氣設備中變壓器油的初始含硫總量；定期檢測所述充油 電氣設備中變壓器油的含硫總量，並將所測得的含硫總量與初始含硫總量進行比較；當初 始含硫總量與所測得的含硫總量的差值大於一閾值時，判斷所述充油電氣設備中的線圈材 料受到了硫腐蝕，並且該差值越大表明線圈材料受到的硫腐蝕越嚴重。其中，所述閾值的大小為初始含硫總量的20%。所述定期檢測是每隔半年進行一 次檢測。進一步的，可採用電量法、X射線螢光光譜法或紫外螢光法測定變壓器油中的含硫總量。所述充油電氣設備可以是變壓器或電抗器，所述線圈材料的材質是銅。本發明的充油電氣設備中線圈材料硫腐蝕的判斷方法，通過定期檢測充油電氣設 備中變壓器油的含硫總量是否減少，來判斷變壓器油中的活性硫是否與線圈材料發生了化 學反應，從而判斷出線圈材料是否發生了硫腐蝕。與現有技術相比，本發明具有以下優點 能夠對充油電氣設備，特別是能夠對運行中的充油電氣設備線圈材料硫腐蝕的情況做出準 確判斷，方便快速的得出檢驗結果；不僅能夠對充油電氣設備線圈材料硫腐蝕進行定性的 檢驗，而且能夠進行定量檢驗，獲得更加準確充分的檢驗結果。
具體實施例方式以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書 所揭示的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明也可通過其他不同的具體實例 加以實施或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的精 神下進行各種修飾與變更。本發明的充油電氣設備中線圈材料硫腐蝕的判斷方法的技術依據及特點如下充電電氣設備中線圈材料發生硫腐蝕的條件是要有硫和銅。通常情況下，對於充 油電氣設備，銅是來自線圈材料，而硫則來自變壓器油。但並不是有了硫和銅，就一定會生 成硫化亞銅(腐蝕產物)沉積。在採用現有的技術時，即對大量運行變壓器油中含硫總量 及腐蝕性硫定性測試過程中發現，硫腐蝕的發生與油中含硫總量相關性不大，只與油中活 性硫的含量有關。當然，變壓器油不是變壓器內部硫的唯一來源，變壓器製造過程中使用的各種材 料如0型密封圈、水基粘合劑、銅和絕緣紙等，也含有硫。但這些材料內部的硫與材料本身 結合得非常緊密，不會發生其他的反應。同時在製造變壓器之前，也可以通過各種材料的相 容性試驗以消除發生硫腐蝕的潛在風險。因此產生硫腐蝕的硫主要來源於所使用的變壓器 油。變壓器油中的硫以多種形態存在，可分為活性硫和非活性硫。對於整個變壓器等充油電氣設備系統而言，在正常情況下，油中含硫總量處於穩 定值。而一旦油中某些活性硫與線圈材料發生化學反應，生成硫化亞銅等腐蝕產物沉積在 線圈表面或被固體絕緣材料(絕緣紙等)吸附後，將導致變壓器油中可檢測到的含硫總量 減少，進而說明線圈材料遭受了硫腐蝕。根據上述的分析可知，變壓器油中的活性硫是導致變壓器線圈材料發生腐蝕的主 要因素。但是，由於變壓器油是石油經過蒸餾和各種精製工藝加工而成的石油產品，是一種成分非常複雜的烴類混合物，同時，變壓器油中的硫含量也與石油的產地以及精製工藝密 切相關，不同牌號的變壓器油中，活性硫的形態各異，佔總硫含量的比例相差很大。所以，要 想直接測定變壓器油中總活性硫的含量是很困難的。因此，本發明的一種充油電氣設備中線圈材料硫腐蝕的判斷方法，主要是通過定 期檢測充油電氣設備內的含硫總量，通過所述含硫總量的變化來獲得銅質線圈材料硫腐蝕 的相關檢驗結果。其中，充油電氣設備內含硫總量的檢測方法可採用現有的較為成熟的測試方法， 例如可以參照SH/T 0222-1992《液化石油氣總硫含量測定法(電量法)》;SH/T 0253-1992 《輕質石油產品中總硫含量測定法(電量法)》;SH/T 0689-2000《輕質烴及發動機燃料和其 他油品的總硫含量測定法(紫外螢光法)》及GB11140-90石油產品硫含量測定法(波長色 散X射線螢光光譜法)等。本實施例中，首先測定充油電氣設備中變壓器油的初始含硫總量，然後定期檢測 充油電氣設備內變壓器油的含硫總量，並與初始含硫總量進行比較，所述定期檢測是遵循 設定時間規律進行的，例如是每隔半年進行一次檢測。通過計算含硫總量的變化量可判斷 出線圈材料是否受到了硫腐蝕，如果初始含硫總量與當前測得的含硫總量的差值小於等於 一閾值(初始含硫總量的20% )時，則認為線圈材料沒有受到硫腐蝕；如果當前測得的含 硫總量明顯低於初始含硫總量，即上述差值大於初始含硫總量的20%，則認為線圈材料受 到了較嚴重的硫腐蝕，且兩者的差值越大，說明硫腐蝕越嚴重，需要及時對設備進行維護處 理，以免充油電氣設備出現故障。在其他實施例中，定期檢測的周期還可以根據充油電氣設備運行時間的長短進行 調節。對於新的變壓器油，由於其對線圈材料的腐蝕速度較慢，可以間隔較長時間進行一次 檢測，對於使用一段時間之後的變壓器油，由於其對線圈材料的腐蝕速度較快，可以提高檢 測的頻次，從而在測試成本與測試效果之間找到一個平衡點。利用本發明提出的方法對運行中充油電氣設備線圈金屬材料硫腐蝕的發生及嚴 重程度進行判斷，與利用ASTMD 1275-2006 (B法)定性檢測來間接判斷線圈金屬材料的腐 蝕情況結論一致。但由於本發明所採用的方法，在檢測過程中無需停機和取樣，因此，更符 合實際操作的簡便需求。綜上所述，利用本發明的充油電氣設備中線圈材料硫腐蝕的判斷方法，對運 行中充油電氣設備線圈金屬材料硫腐蝕的發生及嚴重程度進行判斷，與利用ASTM D 1275-2006 (B法)定性檢測來間接判斷線圈金屬材料的腐蝕情況結論能夠一致，但由於變 壓器油中含硫總量測試方法較容易實現，且技術要求成熟，所以測試準確度高，儀器操作方 便。且判斷結論更加反映設備內部真實情況，可靠性高；不僅能夠對充油電氣設備線圈材料 硫腐蝕進行定性的檢驗，而且能夠進行定量檢驗，獲得更加準確充分的檢驗結果。上述實施例僅為例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何 本領域技術人員均可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與變化。因 此，本發明的權利保護範圍，應以權利要求書的範圍為依據。
權利要求
一種充油電氣設備中線圈材料硫腐蝕的判斷方法，其特徵在於包括以下步驟測定充油電氣設備中變壓器油的初始含硫總量；定期檢測所述充油電氣設備中變壓器油的含硫總量，並將所測得的含硫總量與初始含硫總量進行比較；當初始含硫總量與所測得的含硫總量的差值大於一閾值時，判斷所述充油電氣設備中的線圈材料受到了硫腐蝕，並且該差值越大表明線圈材料受到的硫腐蝕越嚴重。
2.如權利要求1所述的充油電氣設備中線圈材料硫腐蝕的判斷方法，其特徵在於，所 述閾值的大小為初始含硫總量的20%。
3.如權利要求1所述的充油電氣設備中線圈材料硫腐蝕的判斷方法，其特徵在於，所 述定期檢測是每隔半年進行一次檢測。
4.如權利要求1或3所述的充油電氣設備中線圈材料硫腐蝕的判斷方法，其特徵在於， 採用電量法、X射線螢光光譜法或紫外螢光法測定變壓器油中的含硫總量。
5.如權利要求1所述的充油電氣設備中線圈材料硫腐蝕的判斷方法，其特徵在於，所 述充油電氣設備是變壓器或電抗器。
6.如權利要求1所述的充油電氣設備中線圈材料硫腐蝕的判斷方法，其特徵在於，所 述線圈材料的材質是銅。
全文摘要
本發明提供了一種充油電氣設備中線圈材料硫腐蝕的判斷方法，通過定期檢測充油電氣設備中變壓器油的含硫總量是否降低，對充油電氣設備中線圈金屬材料的硫腐蝕程度進行判斷，與現有技術中採用定性檢測來間接判斷線圈金屬材料的腐蝕情況結論能夠一致。但由於變壓器油中含硫總量測試方法較容易實現，且技術較為成熟，因此，測試準確度高，儀器操作方便，且判斷結論更能反映設備內部的真實情況。不僅能夠對充油電氣設備線圈材料的硫腐蝕進行定性的檢驗，而且能夠進行定量檢驗，獲得更加準確充分的檢驗結果。
文檔編號G01N17/00GK101995376SQ20091005662
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月18日 優先權日2009年8月18日
發明者彭偉 申請人:華東電力試驗研究院有限公司